工程师笔记|关于STM32WB的蓝牙资格认证介绍

2、蓝牙认证流程

蓝牙认证流程是通过使用蓝牙认证工具 Launch Studio 来 完成。而 Launch Studio 中有两种认证流程。

• 无需测试的资格认证流程

• 需要测试的资格认证流程

使用哪个流程取决于产品是使用新的设计还是现有的蓝牙设计。下面分别对两种资格认证流程做进一步介绍。

2.1. 无需测试的资格认证流程

如果您的产品使用已经通过认证的芯片或设计（End Product 或 Subsystem 产品类

型），并且没有任何设计更改，或者您只是转售已经通过资格认证的产品，您就无需进行额外的测试。比如直接使用 STM32WB 的模块，而不做任何修改。包括以下：

• 在产品中使用先前合格的蓝牙终端产品或子系统，而没有更改或添加其它的蓝牙

设计。

• 购买由第三方制造的蓝牙产品，并使用自己的名称或徽标（称为“白标”）。

• 创建仅涉及先前合格的蓝牙终端产品或子系统的组合，产品没有更改设计。

2.1.1. 无需测试的资格认证流程的具体步骤

使用 Launch Studio（蓝牙认证工具）列出设计信息并添加相关产品，具体步骤：

1. 注册项目并提供基本信息（Project Basics），包括任何现有的 QDID（Qualified Design IDs）

2.提交详细的产品声明

3.购买声明 ID（Declaration IDs (DID)）

4.确保所有步骤都已完成，验证信息并将产品提交给 BQTF(Bluetooth Qualification Test Facilities)，比如 TUV,SGS 等认证机构做认证，签署声明。

2.2. 需要测试的资格认证流程

此流程适用于创建新的蓝牙设计或有对先前合格蓝牙设计有做修改的产品。比如产品直接使用 STM32WB 芯片设计 BLE 产品。包括以下：

• 新的产品设计或组合，其包含先前合格的蓝牙终端产品或子系统以外的设计。

• 更改了先前合格的蓝牙设计的核心配置/功能。

• 使用先前合格的蓝牙组件（Component）产品类型设计的产品。

2.2.1. 需要测试的资格认证流程的具体步骤

使用蓝牙认证工具 Launch Studio 列出设计信息、生成测试计划、上传测试证据并添加相关产品。具体包含以下步骤：

1. 注册项目并提供项目基本信息（Project Basics），包括任何现有的 QDID

2. 选择与项目相关的协议层

3. 选择相关的 ICS

4. 下载测试计划和测试程序以在 PTS 中运行

5. 通过 BOTF 比如 TUV,SGS 等认证机构参考 TCRL 执行测试并上传证据

6.提交详细的产品声明

7.购买声明 ID

8.确保所有步骤都已完成，验证信息并提交产品进行资格认证。签署声明

2.3. 关于蓝牙测试文件的说明

选择需要测试的资格认证流程时，通过在 Launch Studio 网页中 ICS Selection 选择需要的测试用例，这些测试的目的是为了保证该蓝牙的设计的合规性以及互联互操作性。有关测试用例的信息，可在最新的 TCRL 测试规范以及测试套件文档中查看：

https://www.bluetooth.com/zh-cn/specifications/qualification-test-requirements；也可以从 Launch Studio 网页下载。常见的测试文件如下：

• 测试用例参考列表（TCRL）：针对所有 Bluetooth SIG 成员的资格认证参考文件，这是一份动态文件，用于介绍新的测试用例、删除测试用例和对测试用例进行分类。会员只能使用这些文件参考来认证其 Bluetooth 启用产品。

• 实施一致性声明（ICS）：提供了一种标准化方法来定义产品所支持的蓝牙功能。

• Bluetooth 测试套件（TS）：定义了每个基本 Bluetooth 功能验证的目的、顺序和判定。每个测试套件都包含一个测试用例映射表（TCMT），该表根据 ICS 声明

中指定的支持能力，确定所有需要的相关测试用例。

• 针对测试的实现额外信息（IXIT）：通常包含有关测试的物理设置和连接的信息，

这些信息不是协议或配置文件的一部分。这可能是有关被测系统的硬件、套接字或电话号码的信息，或其他信息，以使测试更灵活，并实现可重复性等。若没有IXIT，则意味着 IXIT 没有随该行中的其他文件一同发布。不过请注意，这并不排除测试工具要求遵循 IXIT，以便正确配置用于测试特定设备的测试仪。

TCRL、ICS、TS、IXIT 是 Bluetooth 资格认证要求链中的基本文件。

下图以 ICS 选择举例。

2.4. 关于蓝牙认证中协议层(Core Layer）及产品类型的说明

蓝牙技术是通过软硬件结合来实现的，通常我们称软件部分为 Host，硬件部分为Controller。目前蓝牙规范中，最普遍的两种应用是经典蓝牙和低功耗蓝牙（BLE）。而双模芯片则会同时支持这两种应用模式。

每种应用模式都会有对软件（Host）部分和硬件（Controller）部分的最低核心配置要求来组合实现完整的蓝牙无线传输方案。下图分别对应每种不同蓝牙产品类型以及常见所需的核心层（Controller Subsystems，Host Subsystems, 和 End Product）：

2.4.1. 蓝牙产品类型的定义

“Product Type” 是由产品支持的核心规范所决定的。“Product Type”不是成员公司的产品类别或者产品描述，而是用于反映这个蓝牙设计所支持的协议层，如上一页介绍。“Product Type”是在 Launch Studio 中的需要测试的资格认证中的 Project Basics 里选择的。

“Product Type”产品类型主要分为：Component ，Subsystem 以及 End product。见下表：

后面会看到 STM32WB 主要采用 Component 和 Profile Subsystem 的产品类型认证。

2.4.2. 关于组件（Component）的资格认证

从上面蓝牙产品类型定义中可知，组件（Component）是用来在资格认证过程中被集成以创建一个新的 End Product 或 Subsystem。

该资格认证过程必须在 Launch Studio 中选择需要测试的资格认证流程（Qualification Process with Required Testing）。组件（Component）使得其他会员公司在资格认证中有更多的灵活性：既可以对原来经过认证的蓝牙设计进行修改，然后进行更新 ICS（Implementation Conformance Statement），同时可以继承原来组件（Component）中未被修改部分的测试证据（test evidence）。 

即在集成一个 Component 来创建新的 End Product 或 Subsystem 时，原来 Component资格认证的测试证据可在新的 End Product 或 Subsystem 的测试计划中被引用。这就使得其他会员公司可以修改之前已经过认证的 Component 而无需重复测试未受影响的测试用例。

2.4.3. 蓝牙产品类型 End Product/Subsystem 与（已测试）Component 认证的区别

如果一个已认证的蓝牙设计被其他会员公司使用到其产品中时，在资格认证中，产品类型的选择将对该会员公司的认证产生极其重大的影响。如果使用蓝牙技术的产品中的核心设计部分不会被其他客户修改，建议将此产品作为 End Product 或 Subsystem 认证；如果对核心蓝牙功能或配置可能被修改，则产品需作为 Component 完成认证。

下表对选择不同产品类型的优劣势做了大概对比，以方便客户选择：

2.5. 关于 QDID 和 DID

Qualified Design IDs (QDID) :合格的设计 ID（QDID）是指完成资格认证过程后，分配给新的蓝牙设计的认证 ID。QDID 可被其他成员公司在认证过程中引用（仅可被引用至 EndProduct 或 Subsystem 的产品类型）。

例如，如果一家会员公司的一款蓝牙模组，被另一家会员公司应用到他们生产的消费产品中，该模组需要作为一个 End Product 通过需要测试的资格认证。该认证过程完成后会产生一个 QDID，用以提供给购买该模组的会员公司。购买该模组的会员公司可以直接引用该模组生产方会员公司提供的 QDID，并选择无需测试的资格认证流程。

DID(Declaration ID) :声明 ID（DID）是一种无论产品选择何种方式完成资格认证都需要被获取的识别标识。完成需要测试的资格认证过程会获得一个新的 QDID（系统自动生成）和一个新的 DID（购买），以对应其产品列名（listing）。完成无需测试的资格认证过程将会获得一个新的 DID（购买）并引用一个或多个 QDID 以对应产品列名。可以理解为 一个 DID 可以包含一个或多个 QDID，一个 QDID 也可以被一个或多个 DID 引用。

声明 ID（DID）可在 Launch Studio 的 Manage My Declaration IDs 页面购买，或在资格认证过程的 Declaration ID 那一步购买。

2.6. 在资格认证/声明中添加产品

一个声明（Declaration）可以包含多个产品，前提是这些产品都使用相同的且未经修改的合格设计（QDID）。若原（QDID）的规范版本没有被废止（withdrawn），则可以在现有声明（Declaration）DID 中免费添加(Listing)产品。在 Launch Studio 中向产品列表（Product List）添加新产品时，需要声明所添加的产品所集成的蓝牙设计与原规范或者产品相同的符合性声明（DoC）。

从上表部分的 QDID 可以看出 STM32WB 系列不同封装产品认证类型基本是以组件(Components )的产品类型认证,只有 Profile stack 是 Subsystem 类型。组件(Components )可以方便客户灵活根据应用需求对 STM32WB 的蓝牙核心功能进行修改。而原来 Component 资格认证的测试证据可以在新的 End Product 或 Subsystem 的测试计划中被引用。这就是说客户可以修改之前已经过认证的 STM32WB Component 而无需重复测试未受影响的测试用例。当然，客户也可以不做修改，直接引用。

注意：使用 STM32WB Component 的资格认证过程必须选择需要测试的资格认证流程，上面提到的只是未受影响的测试用例不用重复测试。STM32WB 组件(Components )产品类型的 RF_PHY, BLE _STACK 以及 Subsystem 类型的 Profile STACK 的 QDID 在下面会分别做介绍。

3.1. STM32WB RF_PHY QDID

ST 各种封装的 STM32WB 都已通过 RF_PHY 认证，获得相应的 QDID 。ST 一般会建议客户仔细遵循硬件设计指南并尽可能复制 ST 提供的参考设计，这样可以最大限度地减少测试。

因为每个新的最终 BLE 产品都必须在其环境中进行测试并符合 BLE 的要求。现有的RF_PHY QDID 只能在使用 STM32WB 模块（硬件不做任何修改）时重复使用。意思是说与使用STM32WB 系列芯片方案进行设计产品相比，以 STM32WB5MMG 模块开发的产品会更有优势，它的开发成本会更低，上市时间也更短。因为它可以参考相应的模块的 QDID,无需重新验证RF_PHY。当然对于 BLE 蓝牙认证，客户即使是使用 STM32WB5MMG 模块仍然需要提交产品声明并购买声明 DID。而使用 STM32WB 芯片方案设计则还需要重新过 RF_PHY 认证。

这里需要说明，一般使用模块开发产品，比如将 STM32WB 的模块贴到客户的 PCB 板上，它的 RF 性能也可能会改变，严格意义上对产品整机，建议重做 RF 部分的测试。至于具体哪些测试用例不需要重复测试，需要在测试时咨询 BQTF（如 TUV,SGS 这类蓝牙认证机构）。

下图是 STM32WB 过了 BLE5.2 认证的 RF_PHY 的 QDID 号。

还有一点需要注意的是

RF_PHY 的 QDID 只能适用于特定的芯片或模组型号。如果用STM32WB 不同的 MCU 型号相互替代，除非在数据手册另有说明，否则最终产品将被视为新产品，这就需要通过适当的测试重新验证 RF_PHY 标准。这样它生成的 QDID 才可以在后续产品声明中被引用。

3.2. STM32WB BLE_STACK 的 QDID

ST 提供经过认证的 BLE 协议栈，并获得对应的 QDID。如果协议栈是客户自己定制的，则需要重新做协议栈部分的蓝牙资格认证。客户可以对 BLE 上层协议栈进行更改，但保留 HCI以下的协议栈不变。

如下图，STM32WB 四种 BLE 无线协议栈都过了 BLE5.2 认证

我们知道 STM32WB 是 Cortex-M4(CPU1)和 Cortex-M0+(CPU2)双核架构的 MCU。M4主要运行应用程序，而 M0+运行无线协议栈。ST 提供经过认证的 BLE 协议栈就运行在 M0+核上。一般 M0+核对客户而言是个黑盒子，不会被修改。所以 STM32WB 无线协议栈的 QDID，客户可以直接引用。但如果需要对软件协议栈层进行任何定制，比如客户将主机(Host)层移至M4，而将 HCI 协议栈留在 M0+ 上。这样被改变的层就要重新测试和认证。

如下图 STM32WB双核架构的协议栈结构，左图为 ST 过认证时的协议栈结构，右图为客户将 Host 层移动到 M4 后的协议栈结构。

3.3. STM32WB Profile STACK 的 QDID

ST 提供的许多 BLE Profile 也过了蓝牙资格认证，而且客户如果没有对 BLE 的 profile 做修改，可以直接引用其 QDID。

这里 Profile STACK 的产品认证类型是 Subsystem。如下图是STM32WB Profile 的 QDID 号，除了众多常用的 BLE profile (包含在STM32Cube_FW_WB 软件包里)，还有专门针对 BLE MESH 的 QDID.